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污水处理过程是一个高度非线性、时变性及复杂性的过程，实现出水水水质达标的前提下降低运行能耗是非常具有挑战性的。本发明针对污水处理过程能耗过高的问题，提出了一种基于神经网络的优化控制方法，该方法主要包括两个神经网络，其中一个神经网络用来建立污水处理过程的预测模型，实现性能指标的预测；另外一个神经网络根据系统状态以及预测的性能指标，对控制变量的设定值进行实时优化。最后，对溶解氧浓度和硝态氮浓度实现了优化控制，不但能够满足出水水质的要求，而且能够有效降低污水处理过程的运行成本。
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